삼성 파운드리 “2025년부터 2나노 시대” 맹공…TSMC 기술로 잡는다(종합)

최첨단 공정으로 27년까지 2나노 확장
GaN 파운드리 서비스도 25년부터 개시
‘셸 퍼스트’ 준비 완료…하반기 평택서 양산
첨단 패키징·IP 확보까지…존재감 키운다

[이데일리 이다원 기자] 삼성전자(005930) 파운드리(반도체 위탁생산)가 오는 2025년부터 2나노미터(㎚·10억분의 1m) 공정(SF2) 칩 양산에 나선다. 최첨단 초미세 파운드리 기술력을 무기삼아 대만 TSMC의 독주를 막기 위한 ‘맹공’에 나서는 셈이다.

삼성전자는 27일(현지 시간) 미국 실리콘밸리에서 ‘삼성 파운드리 포럼 2023’을 열고 이같은 계획을 밝혔다. 이번 포럼은 ‘경계를 넘어서는 혁신(Innovating Beyond Boundaries)’을 주제로 인공지능(AI) 시대 첨단 파운드리 공정의 방향성을 제시했다.

삼성전자가 27일(현지시간) 미국 실리콘밸리에서 개최한 ‘삼성 파운드리 포럼 2023’에서 삼성전자 파운드리사업부 최시영 사장이 기조연설을 하고 있다.

최시영 삼성전자 파운드리사업부 사장은 기조연설을 통해 “많은 고객사들이 자체 제품과 서비스에 최적화된 AI 전용 반도체 개발에 적극 나서고 있다”며 “삼성전자는 AI 반도체에 가장 최적화된 GAA 트랜지스터 기술을 계속 혁신해 나가며 인공지능 기술 패러다임 변화를 주도하겠다”고 말했다.

올해 포럼에서 삼성은 2나노 최첨단 파운드리 공정 서비스를 확대하겠다는 구체적 로드맵을 제시했다. 오는 2025년부터 모바일 공급을 목표로 한 SF2 양산에 나선다. 성능은 12%, 전력 효율은 25% 개선한 최첨단 제품이다. 이어 2026년 고성능 컴퓨팅(HPC)향, 2027년 전장향까지 제품군을 확장하겠다는 구상이다. 1.4나노 공정 제품의 경우 계획대로 2027년 양산에 돌입한다.

초미세공정 기술력을 바탕삼아 삼성 파운드리는 업계 1위인 TSMC를 빠르게 따라잡겠단 구상이다. 지난해 6월 삼성전자는 차세대 트랜지스터 구조인 GAA(게이트올어라운드)를 도입해 세계 최초로 3나노 파운드리 양산을 시작했다. 하지만 시장점유율은 올해 1분기 TSMC가 60.1%, 삼성전자가 12.4%로 전분기 대비 다소 벌어진 상태다.

(그래픽=이데일리 김일환 기자)

삼성전자는 2나노 선점을 통해 점차 글로벌 수요가 커지고 있는 3나노 이하 최첨단 파운드리 시장을 공략하겠단 포부다. 시장조사기관 옴디아에 따르면 오는 2026년까지 전 세계 파운드리 시장 성장률은 연평균 12.9%로 예상된다. 특히 3나노 이하 최첨단 공정 매출은 올해 84억5000만달러(약 11조원)에서 오는 2026년 381억8000만달러(약 50조원)로 연평균 65.3% 성장할 것으로 점쳐진다.

경계현 삼성전자 반도체사업부(DS) 사장은 “2나노 공정부터는 업계 1위도 GAA를 도입할 텐데, 그때가 되면 업계 1위와 같게 갈 것”이라며 “5년 안에 기술로 업계 1위를 따라잡겠다”고 자신감을 드러내기도 했다.

이같은 삼성 파운드리의 행보에 한 반도체 업계 관계자는 “이 시점에 2나노 공정 로드맵을 상세히 밝혔다는 것은 그만큼 기술에 자신이 있다는 것”이라며 “공정과 수율 안정화가 충분히 진행된 만큼 향후 고객 확보가 중요할 것으로 보인다”고 언급했다.

경계현 삼성전자 디바이스솔루션(DS)부문장 사장

이와 함께 삼성 파운드리는 2025년부터 소비자제품, 데이터센터, 전장 등에 쓰이는 차세대 질화갈륨(GaN) 전력반도체 서비스를 시작할 예정이다. 같은 해 상반기부터는 차세대 6세대(6G) 이동통신 선행 기술을 확보하고자 5나노 RF 공정을 개발, 양산에 나선다.

시장과 고객 수요에 빠르고 탄력적으로 대응하기 위한 ‘셸 퍼스트’(반도체 클린룸 선제 건설) 전략도 이어간다. 삼성은 경기 평택시, 미국 텍사스 테일러시에 반도체 클린룸을 선제적으로 건설하고 있다. 올해 하반기부터는 평택 3라인에서 모바일 등 다양한 응용처의 파운드리 제품을 본격적으로 양산할 계획이다. 시장과 고객 수요에 빠르고 탄력적으로 대응하기 위한 ‘셸 퍼스트’ 전략도 이어간다. 삼성은 경기 평택시, 미국 텍사스 테일러시에 반도체 클린룸을 선제적으로 건설하고 있다. 올해 하반기부터는 평택 3라인에서 모바일 등 다양한 응용처의 파운드리 제품을 본격적으로 양산한다.

삼성은 또 글로벌 SAFE 파트너, 메모리, 패키지 기판, 테스트 분야 기업들과 함께 최첨단 패키지 협의체를 구축하고 50개 글로벌 IP(반도체 설계자산) 파트너와 4500개 이상의 IP를 확보해 지속 가능한 파운드리 생태계 구축에도 힘쓸 계획이다.

삼성전자가 27일(현지시간) 미국 실리콘밸리에서 개최한 ‘삼성 파운드리 포럼 2023’에서 고객과 파트너가 최시영 사장의 기조연설을 기다리고 있다.

이다원 (dani@edaily.co.kr)